[发明专利]一种好氧/微好氧条件下细菌诱导活性铁锰氧化物修复砷污染土壤的方法

说明书

本发明涉及一种好氧/微好氧条件下细菌诱导活性铁锰氧化物修复砷污染土壤的方法，该方法选取恶臭假单胞菌（Pseudomonas putida strain MnB1，ATCC 23483），将该菌种加入到含有碳酸锰的培养基中培养3‑10天，直到细菌诱导产生棕黑色絮状产物，而后将代谢产物加入到砷污染土壤中，在好氧/微好氧条件下培养3‑21天。在细菌代谢产物的作用下，可以将土壤中可交换态的砷转化为残渣态的砷，降低砷在土壤中的迁移和生物有效性，有效固定土壤中的砷。该工艺操作简单，处理成本低，适用范围广，无二次污染。

技术领域

本发明属于环境保护土壤修复处理技术领域；涉及一种好氧/微好氧条件下细菌诱导活性铁锰氧化物修复砷污染土壤的方法。

技术背景

砷（As）是一种高毒类金属，会引起皮肤癌、膀胱癌以及肾脏疾病，对人体健康具有严重威胁。由于污水灌溉、工业污泥及含砷农药等在农业生产中的大量使用，造成土壤严重的砷污染。研究表明，砷污染土壤中主要以无机的三价砷和五价砷为主，而在土壤环境中，三价砷的毒性的迁移性均高于五价砷。

砷污染土壤修复技术主要有物理-化学修复法、植物修复法和微生物修复法三大类。传统的物理-化学修复技术通常投加量大、成本高、易产生二次污染，不适用大面积砷污染土壤的修复。

植物修复技术是最环保的土壤修复技术，修复过程更接近自然生态，能够净化与美化环境是植物修复技术的最大优势，而且还能增加土壤有机质和肥力。植物修复技术适用于污染面积大，轻度污染的土壤。而且植物修复技术的投资少、修复周比较短期也短并且没有二次污染。研究表明，大多数砷富集植物喜阴喜湿，这些安全并实用的优势植物尚无法在北方地区得到推广。

砷污染土壤的微生物修复作用是通过微生物对砷的氧化还原、吸附、甲基化、沉淀等生化反应来改变砷的生物有效性，来实现修复砷污染土壤的目的。砷污染土壤的微生物修复技术主要包括两种：一个是生物吸附技术，另一个是生物氧化还原技术。生物修复技术是通过微生物细胞壁的固定作用，细菌、藻类、真菌等多类微生物的细胞壁都具有与金属离子结合的能力；甚至有的微生物会吸收砷，把砷作为生长发育所必须营养元素。生物氧化还原技术是利用微生物可以改变砷污染土壤中砷的离子价态和活性，使其形成不容的化合物，从而达到降低土壤中砷的毒性，减轻土壤污染的目的。上述微生物修复技术存在的主要问题是对砷修复能力十分有限，且砷极易发生迁移。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种好氧/微好氧条件下细菌诱导活性铁锰氧化物修复砷污染土壤的方法；按下列步骤进行：

1）细菌菌株的富集培养：

将恶臭假单胞菌P. putida strain MnB1按体积比5-10%的转接量接种于恶臭假单胞菌富集培养基A中，然后于15-35摄氏度水平震荡下（100-180 rpm），好氧富集培养1-5天，得到恶臭假单细胞菌菌液；所述培养基A成分为酵母浸粉0.3-0.8g，水解酪蛋白0.2-0.8g，葡萄糖0.3-0.8g，氯化钙0.1-0.4 g，硫酸镁0.1-0.6g，微量元素 1-5 mL，去离子水1升；

选用的细菌菌株来自于美国模式菌收集中心，保藏号ATCC 23483；

2）活性铁锰氧化物的制备：

将步骤1）富集得到的恶臭假单胞菌菌液按体积比5-10%的接种量加入到pH为6.5-7.5的恶臭假单胞菌培养基B中，同时投加0.2-1.8 g/L的碳酸锰，然后于15-35摄氏度，好氧条件下培养3-10天，培养基中出现棕黑色絮状体，即制得细菌代谢产物；

所述培养基B的成分为硫酸亚铁铵0.05-0.45 g，柠檬酸钠0.1-0.5g，酵母浸粉0.01-0.3g，焦磷酸钠0.01-0.05g，去离子水1 升；

3）修复过程